(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布プロセスで製造でき、トランジスタ特性が良好で、酸素に対して安定で経時劣化が十分抑制された有機半導体材料、有機半導体デバイスを提供する。【解決手段】下記一般式で表される化合物を含有する有機半導体材料。2007299852.tif 000011【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
【化１】
2007299852.tif 000009
（式中、Ｌ1、Ｌ2は２価の連結基を表す。Ａ1、Ａ2は１価の置換基であって、少なくともＡ1及びＡ2のいずれか一方は光学活性な炭素原子、ケイ素原子またはゲルマニウム原子を含有する置換基である。Ｚは置換または無置換の芳香族環を表し、ｎは０〜２の整数を表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）で表される化合物において、連結基Ｌ1、Ｌ2が共にエチニレン基であることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体材料。
【請求項３】
前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体材料。
【化２】
2007299852.tif 000010
（式中、Ｒ1〜Ｒ3は置換または無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルシロキシ基から選ばれる置換基であって、少なくともＲ1〜Ｒ3の少なくとも１つは光学活性な炭素原子を含有する置換基である。Ｚは置換または無置換の芳香族環を表し、ｎは１〜２の整数を表す。）
【請求項４】
前記一般式（２）で表される化合物において、Ｒ1は光学活性な炭素原子を含有する置換基であり、且つＲ2、Ｒ3は光学活性でない置換基であることを特徴とする請求項３に記載の有機半導体材料。
【請求項５】
前記一般式（２）で表される化合物において、Ｚで表される芳香族環がベンゼン環であり、ｎが１であることを特徴とする請求項３または４に記載の有機半導体材料。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体膜。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を塗布、乾燥することによって形成されることを特徴とする請求項６に記載の有機半導体膜。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体材料、有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報端末の普及に伴い、コンピュータ用のディスプレイとしてフラットパネルディスプレイに対するニーズが高まっている。また、情報化の進展に伴い、従来、紙媒体で提供されていた情報が電子化される機会が増え、薄くて軽い、手軽に持ち運びが可能なモバイル用表示媒体として、電子ペーパーあるいはデジタルペーパーへのニーズも高まりつつある。
【０００３】
一般に平板型のディスプレイ装置においては、液晶、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）、電気泳動等を利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度等を確保するために、画像駆動素子としてアクティブ駆動素子（ＴＦＴ素子）を用いる技術が主流になっている。例えば、通常のコンピュータディスプレイではガラス基板上にこれらＴＦＴ素子を形成し、液晶、有機ＥＬ素子等が封止されている。
【０００４】
ここでＴＦＴ素子には、主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）等の半導体を用いることができ、これらのＳｉ半導体（必要に応じて金属膜も）を多層化し、ソース、ドレイン、ゲート電極を基板上に順次形成していくことでＴＦＴ素子が製造される。こうしたＴＦＴ素子の製造には、通常スパッタリング、その他の真空系の製造プロセスが必要とされる。
【０００５】
しかしながら、このようなＴＦＴ素子の製造では、真空チャンバーを含む真空系の製造プロセスを何度も繰り返して各層を形成せざるを得ず、装置コスト、ランニングコストが非常に膨大なものとなっていた。例えば、ＴＦＴ素子では、通常それぞれの層の形成のために真空蒸着、ドープ、フォトリソグラフ、現像等の工程を何度も繰り返す必要があり、何十もの工程を経て素子を基板上に形成している。スイッチング動作の要となる半導体部分に関しても、ｐ型、ｎ型等、複数種類の半導体層を積層している。こうした従来のＳｉ半導体による製造方法ではディスプレイ画面の大型化のニーズに対し、真空チャンバー等の製造装置の大幅な設計変更が必要とされる等、設備の変更が容易ではない。
【０００６】
また、このような従来からのＳｉ材料を用いたＴＦＴ素子の形成には高い温度の工程が含まれるため、基板材料には工程温度に耐える材料であるという制限が加わることになる。このため実際上はガラスを用いざるを得ず、先に述べた電子ペーパーあるいはデジタルペーパーといった薄型ディスプレイをこうした従来知られたＴＦＴ素子を利用して構成した場合、そのディスプレイは重く、柔軟性に欠け、落下の衝撃で割れる可能性のある製品となってしまう。ガラス基板上にＴＦＴ素子を形成することに起因するこれらの特徴は、情報化の進展に伴う手軽な携行用薄型ディスプレイへのニーズを満たすにあたり望ましくないものである。
【０００７】
一方、近年において高い電荷輸送性を有する有機化合物として、有機半導体材料の研究が精力的に進められている。これらの化合物は有機ＥＬ素子用の電荷輸送性材料のほか、有機レーザー発振素子や有機薄膜トランジスタ素子（有機ＴＦＴ素子）への応用が期待されている。
【０００８】
これら有機半導体デバイスを実現できれば、比較的低い温度での真空ないし低圧蒸着による製造プロセスの簡易化や、更にはその分子構造を適切に改良することによって、溶液化できる半導体を得る可能性があると考えられ、有機半導体溶液をインク化することによりインクジェット方式を含む印刷法による製造も考えられる。これらの低温プロセスによる製造は、従来のＳｉ系半導体材料については不可能と考えられてきたが、有機半導体を用いたデバイスにはその可能性があり、従って前述の基板耐熱性に関する制限が緩和され、透明樹脂基板上にも、例えば、ＴＦＴ素子を形成できる可能性がある。透明樹脂基板上にＴＦＴ素子を形成し、そのＴＦＴ素子により表示材料を駆動させることができれば、ディスプレイを従来のものよりも軽く、柔軟性に富み、落としても割れない（もしくは非常に割れにくい）ディスプレイとすることができるであろう。
【０００９】
しかしながら、こうしたＴＦＴ素子を実現するための有機半導体としてこれまでに検討されてきたのは、ペンタセンやテトラセンといったアセン類、鉛フタロシアニンを含むフタロシアニン類、ペリレンやそのテトラカルボン酸誘導体といった低分子化合物や、α−チエニールもしくはセクシチオフェンと呼ばれるチオフェン６量体を代表例とする芳香族オリゴマー、ナフタレン、アントラセンに５員の芳香族複素環が対称に縮合した化合物、モノ、オリゴ及びポリジチエノピリジン、更にはポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレンといった共役高分子等限られた種類の化合物でしかなく、溶剤への十分な溶解性を保持しながら、十分なキャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比を示す材料は見出されていない。
【００１０】
最近、溶解性の高いアセン類であるルブレンの単結晶が非常に高い移動度を有することが報告されているが（例えば、非特許文献１参照。）、このような単結晶は気相成長法で作成したものであり、溶液キャストで製膜した膜は通常アモルファスであり、十分な移動度は得られていない。
【００１１】
また、真空蒸着によって高いキャリア移動度を有する化合物であるペンタセンに官能基を付与した化合物等も開示され、溶液塗布によって比較的良好なキャリア移動度が得られるとの報告もなされている。（例えば、特許文献１参照。）
実用化を行うにあたっては、移動度、オンオフ比だけでなく、経時安定性も必要である。有機半導体素子の経時安定性については、例えば、特開２００３−２９２５８８号公報、米国特許出願公開第２００３／１３６９５８号明細書、同２００３／１６０２３０号明細書、同２００３／１６４４９５号明細書において「マイクロエレクトロニクス用の集積回路論理素子にポリマーＴＦＴを用いると、その機械的耐久性が大きく向上し、その使用可能寿命が長くなる。しかし、半導体ポリチオフェン類の多くは周囲の酸素によって酸化的にドープされ、導電率が増大してしまうため空気に触れると安定ではないと考えられる。この結果、これらの材料から製造したデバイスのオフ電流は大きくなり、そのため電流オン／オフ比は小さくなる。従ってこれらの材料の多くは、材料加工とデバイス製造の間に環境酸素を排除して酸化的ドーピングを起こさない、あるいは最小とするよう厳重に注意しなければならない。この予防措置は製造コストを押し上げるため、特に大面積デバイスのための、アモルファスシリコン技術に代わる経済的な技術としてのある種のポリマーＴＦＴの魅力が削がれてしまう。これら及びその他の欠点は、本発明の実施の形態において回避され、あるいは最小となる。従って、酸素に対して強い対抗性を有し、比較的高い電流ＯＮ／ＯＦＦ比を示すエレクトロニックデバイスが望まれている」との記載があるように、有機半導体材料が経時で劣化することをいかに防ぐかといった課題が、実用化を行う上での大きな課題となってきている。
【００１２】
チオフェンポリマー系の材料の安定性については、光学活性な置換基を特定の割合で側鎖に有するポリチオフェンを用いると、ポリマーが螺旋構造をとり、有機トランジスタの閾値電圧の変動を抑制することができるといった発明が開示されている（例えば、特許文献２参照。）が、閾値電圧の変動とオンオフ比の報告しかなく、移動度については何ら記載がない。
【００１３】
一般に移動度は、ポリチオフェン系よりもアセン系の方が１桁以上良いとされているが、他方で安定性はポリチオフェン系よりも低い化合物が多い。前述のルブレンやペンタセン等のアセン系の化合物も、空気中に含まれる酸素によって容易に酸化されてエンドパーオキシドと呼ばれる酸化体に転化し、電界効果トランジスタとしての性能が大きく劣化してしまうことが知られており、溶液での保存安定性や塗布膜の安定性については未だ解決すべき課題が残されている。
【００１４】
酸化に対して比較的安定なアセン系化合物の例としては、ペンタセンの６、１３位をシリルエチニル基で置換した一部の化合物が、塗布膜の安定性が良いとの報告がある程度である（例えば、特許文献３及び非特許文献２参照。）。
【００１５】
しかしこれらの報告においては、文章中において酸化に対する安定性が向上したと定性的な性状を述べているのみであり、未だ実用に耐えうる程度の安定性は得られていない。
【００１６】
前記特許文献３及び非特許文献２に記載されている化合物の安定性については、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．２４（２００５）、３００１頁で報告がなされており、可視光下では徐々に劣化（２量化、酸化）が進行することが報告されている。このように、高移動度と耐久性を兼ね備えた有機半導体材料は未だ得られていない。
【特許文献１】国際公開第０３／０１６５９９号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−３５３６９４号公報
【特許文献３】米国特許第６，６９０，０２９Ｂ１号公報
【非特許文献１】Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．３０３（２００４），１６４４頁
【非特許文献２】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２７（２００５），４９８６頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従って、本発明の目的は、簡便な塗布プロセスによって製造することができ、トランジスタとしての特性が良好であり、更に空気中の酸素に対して安定で経時劣化が十分抑制された有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
【００１９】
１．下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする有機半導体材料。
【００２０】
【化１】
2007299852.tif 000002
【００２１】
（式中、Ｌ1、Ｌ2は２価の連結基を表す。Ａ1、Ａ2は１価の置換基であって、少なくともＡ1及びＡ2のいずれか一方は光学活性な炭素原子、ケイ素原子またはゲルマニウム原子を含有する置換基である。Ｚは置換または無置換の芳香族環を表し、ｎは０〜２の整数を表す。）
２．前記一般式（１）で表される化合物において、連結基Ｌ1、Ｌ2が共にエチニレン基であることを特徴とする前記１に記載の有機半導体材料。
【００２２】
３．前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表される化合物であることを特徴とする前記１または２に記載の有機半導体材料。
【００２３】
【化２】
2007299852.tif 000003
【００２４】
（式中、Ｒ1〜Ｒ3は置換または無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルシロキシ基から選ばれる置換基であって、少なくともＲ1〜Ｒ3の少なくとも１つは光学活性な炭素原子を含有する置換基である。Ｚは置換または無置換の芳香族環を表し、ｎは１〜２の整数を表す。）
４．前記一般式（２）で表される化合物において、Ｒ1は光学活性な炭素原子を含有する置換基であり、且つＲ2、Ｒ3は光学活性でない置換基であることを特徴とする前記３に記載の有機半導体材料。
【００２５】
５．前記一般式（２）で表される化合物において、Ｚで表される芳香族環がベンゼン環であり、ｎが１であることを特徴とする前記３または４に記載の有機半導体材料。
【００２６】
６．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を含有することを特徴とする有機半導体膜。
【００２７】
７．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を塗布、乾燥することによって形成されることを特徴とする前記６に記載の有機半導体膜。
【００２８】
８．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を用いることを特徴とする有機半導体デバイス。
【００２９】
９．前記１〜５のいずれか１項に記載の有機半導体材料を半導体層に用いることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡単なプロセスで製造され、トランジスタとしての特性が良好であり、更に経時劣化が抑えられた有機半導体材料、それを用いた有機半導体膜、有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明者等は、前記特許文献２の化合物の劣化について調べた文献（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．２４（２００５）、３００１頁）において、アセン化合物の劣化が化合物の非晶領域よりも多結晶領域において劣化の程度が小さかったと報告されていることに注目した。即ち、なるべく結晶性の薄膜を形成することができれば、経時安定性の高い有機半導体膜を形成できると考えられる。本発明者等は、アセン化合物の結晶性を向上しうる化合物がないか鋭意検討を行ったところ、光学活性な置換基を導入することによって、結晶性の高い薄膜を安定して形成しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００３２】
本発明の有機半導体材料においては、請求項１〜５のいずれか１項に規定される構造を有する化合物を用いることにより、有機薄膜トランジスタ用途に有用な有機半導体材料を得ることができる。また、該有機半導体材料を用いて作製した本発明の有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ（以下、有機ＴＦＴともいう）は結晶性が高いためキャリア移動度が高く、良好なＯＮ／ＯＦＦ特性を示す等、優れたトランジスタ特性を示しながら、且つ高耐久性であることが判明した。
【００３３】
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について説明する。
【００３４】
（有機半導体材料）
本発明の有機半導体材料は、前記一般式（１）で表されるように、光学活性な置換基を有するアセン化合物からなる有機半導体材料であることを特徴とする。
【００３５】
本発明に係るアセン系母核は、置換または無置換の３環以上（０≦ｎ）が縮合したアセン系母核であることが必要である。なお、アセン系母核とは芳香族環が一直線状に縮合した環構造のことである。３環未満のアセン系母核では、半導体としての移動度が不十分となるため好ましくない。縮合環数が多くなるほど、高い移動度を有する有機半導体膜を得やすいが、他方で酸素によって酸化されたり２量化等の反応を起こして劣化しやすくなるため、実用上アセン系母核の縮合環数としては７環以下（ｎ≦２）であることが好ましい。
【００３６】
上記一般式（１）で表される本発明に係るアセン系母核としては、例えば、アントラセン、アクリジン、ベンゾキノリン、カルバゾール、フェナジン、フェナントリジン、ジアザカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ナフトフラン、ナフトチオフェン、ベンゾジフラン、ベンゾジチオフェン、テトラセン、ナフトインドール、アントラフラン、アントラチオフェン、ナフトキノリン、ナフトイソキノリン、ナフトキノキサリン、ナフトフタラジン、ナフトキナゾリン、ペンタセン、ピロロナフタセン、チエノナフタセン、アントラジフラン、アントラジチオフェン、インドロ［３，２−ｂ］カルバゾール、１−アザペンタセン、１，８−ジアザペンタセン、２，９−ジアザペンタセン、１，４，８，１１−テトラアザペンタセン、５，７，１２，１４−テトラアザペンタセン、ヘキサセン、ジベンゾペンタセン、ヘキサセン、ジチエノペンタセン、ヘプタセン等が挙げられる。これらのアセン系母核は、後述するような置換基を有していてもよい。
【００３７】
また連結基Ｌ1、Ｌ2としては、２価の連結基であれば制限なく用いることができる。連結基Ｌ1、Ｌ2としては、例えば、メチレン基、エチレン基、ヘキサメチレン基等のアルキレン基、ビニレン基、１，２−ジクロロエチレン基等のアルケニレン基、エチニレン基等のアルキニレン基、シクロヘキサン−１，４−ジイル基等のシクロアルキレン基、フェニレン基等のアリーレン基、エーテル基、アミノ基、チオエーテル基、カルボニル基、チオカルボニル基、カルボニルイミノ基、スルホキシド基、スルホン基、単結合等が挙げられる。これらは複数直列に結合されて一つの連結基となってもよいし、連結基の一部の水素原子を置き換えた置換基として導入され、分岐構造を有していてもよい。また、後述するような置換基を有していてもよい。
【００３８】
また、置換基Ａ1、Ａ2、Ｚにおける置換基、連結基Ｌ1、Ｌ2を置換することのできる置換基としては、以下のような置換基を挙げることができる。
【００３９】
アルキル基：例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、
シクロアルキル基：例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、
アルケニル基：例えば、ビニル基、アリル基、１，２−ジクロロエチレン、
アルキニル基：例えば、エチニル基、プロパルギル基、ジエチニル基、
アリール基（芳香族炭素環基、芳香族炭化水素基等ともいう）：例えば、フェニル基、ｐ−クロロフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニリル基、またナフタレン環、アントラセン環、アズレン環、アセナフテン環、フルオレン環、フェナントレン環、インデン環、ピレン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等の縮合芳香族炭化水素環の一部の水素を置き換えた置換基、
ヘテロアリール基（芳香族複素環基ともいう）：例えば、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、テトラジン環、キノリン環、イソキノリン環、アクリジン環、フェナントリジン環、キノキサリン環、シンノリン環、フタラジン環、キナゾリン環、ナフチリジン環、プテリジン環、フェナジン環、フェナントロリン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、カルバゾール環、プリン環、ピロロピロール環、ピラゾロトリアゾール環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環（カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す）、フェナントロリン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、オキサジアゾール環、フラザン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、チエノ［２，３−ａ］チオフェン環、チエノ［２，３−ｂ］チオフェン環、アントラジチオフェン環、ジチアフルベン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾジチオフェン環、アントラジチオフェン環、チオチオフテン環等の縮合芳香族炭化水素環の一部の水素を置き換えた置換基、
複素環基：例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン環、１，４−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−１、１−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ［２，２，２］−オクタン環、
アルコキシ基：例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基、
シクロアルコキシ基：例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、
アリールオキシ基：例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、
アルキルチオ基：例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基、
シクロアルキルチオ基：例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基、
アリールチオ基：例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、
アルコキシカルボニル基：例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、
アリールオキシカルボニル基：例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基、
スルファモイル基：例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、２−ピリジルアミノスルホニル基、
アシル基：例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、２−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基、
アシルオキシ基：例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基、
アミド基：例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、２−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基、
カルバモイル基：例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、２−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、２−ピリジルアミノカルボニル基、
ウレイド基：例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、２−ピリジルアミノウレイド基、
アミノ基：例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、２−ピリジルアミノ基、
ハロゲン原子：例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、
フッ化炭化水素基：例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基、
シリル基：例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリシクロヘキシルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、シラトラン基、
シロキシ基：例えば、トリメチルシロキシ基、トリイソプロピルシロキシ基、トリシクロヘキシルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基、フェニルジエチルシロキシ基、
ゲルミル基：トリエチルゲルミル基、トリイソプロピルゲルミル基、トリフェニルゲルミル基、フェニルジエチルゲルミル基、トリメトキシゲルミル基、
スルフィニル基：例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、２−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、２−ピリジルスルフィニル基、
スルホニル基：例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、２−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、２−ピリジルスルホニル基等、
その他の置換基：例えば、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキルシリル基、ジスルフィド基、スルホキシド基、スルホン基、スルホキシイミン基、オキソ基（＝Ｏ）、チオン基（＝Ｓ）、リン酸エステル基、チオリン酸エステル基、ホスホリルアミノ基、亜リン酸エステル基が挙げられる。
【００４０】
これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
【００４１】
光学活性な置換基は、上記の置換基中に光学活性な炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子を含有する置換基であれば制限なく用いることができる。例えば、（Ｒ）１−メチルプロピル基、（Ｓ）１−メチルプロピル基、（Ｒ）ブトキシ基、（Ｓ）ブトキシ基、（Ｒ）２−メチルブチル基、（Ｓ）２−メチルブチル基、またメントール、イソメントール、ネオメントール、カンファー、リモネン等の光学活性な化合物の一部の水素を置き換えた置換基などを挙げることができる。
【００４２】
なお、光学活性基は右旋性の置換基、左旋性の置換基があり、これらが化合物中において特定の比率以上に過剰に含まれていることで、本発明に係る化合物の結晶性向上効果を得ることができる。このような右旋性・左旋性置換基の比率は、一般に「鏡像体過剰率（ｅｎａｎｔｉｏｍｅｒｉｃ  ｅｘｃｅｓｓ、ｅｅと略）」で表される。これはな化合物の光学純度を表す言葉で、多い方の光学活性体のから少ない方の光学活性体の物質量を引き、全体の物質量で割った値で表される。では２つのの１：１の混合物であるから、ｅｅ％は０％である。本発明においては、このｅｅ％は５０％以上であることが好ましい。より好ましくは９０％、更に好ましくは９５％以上であることが好ましい。なお、ｅｅ％はキラルやキラルシフト試薬を添加したサンプルのなどから決定することができる。
【００４３】
前記一般式（１）で表される構造の内、好ましくは連結基Ｌ1、Ｌ2が共にエチニレン基である化合物である。
【００４４】
有機半導体の導電性は、主にアセン系母核が形成する平面と垂直な方向に伝わることが知られており、アセン系母核同士の重なりが大きいほど良好な半導体特性を得ることができる。
【００４５】
アセン系母核と連結される光学活性な置換基は、平面状ではなく立体的に大きな置換基であるため、アセン系母核近傍に存在するとアセン系母核同士のスタック面積を減少させ、半導体特性を低下させることがあるため、連結基Ｌ1、Ｌ2によってアセン系母核同士のスタックを阻害しない程度に離れた位置に存在することが好ましい。
【００４６】
エチニレン基はアルキレン基、アルケニレン基等と異なり直線状の連結基であり、大きさもアセン系母核と同じ厚さであるため、アセン系母核のスタックを阻害しない。また、エチニレン基は比較的電子吸引性の置換基であり、アセン系母核の酸化還元電位を低下させ、酸化劣化を起こりにくくするといった効果も有している。更に、エチニレン基は剛直な構造であるために化合物の結晶性が高くなり、その結果、塗布膜中の化合物の配列が整い、より高い移動度の薄膜を得ることができる。前述のように結晶性の高い薄膜とすることで酸素や水分等の劣化因子が薄膜中に浸透しにくくなるため、一層安定性の高い薄膜とすることができる。
【００４７】
結晶性の高い薄膜を得やすいという観点からは、分子の構造が対称構造であることが好ましい。従って、連結基Ｌ1とＬ2が同じ連結基であるだけでなく、置換基Ａ1とＡ2も同一である化合物であることが好ましい。
【００４８】
更に好ましくは、前記一般式（２）で表される化合物である。
【００４９】
このように、アセン母核を置換する置換基が同一であることで分子の対称性が向上し、より結晶性の高い薄膜を得ることができるようになるという利点がある。
【００５０】
また、アセン母核が劣化因子（酸素やアセン母核自身）に立体的に近づけなくなるように、連結基Ｌ1、Ｌ2の他方の末端を置換する置換基は立体的に大きなシリル基であることが好ましい。
【００５１】
更に好ましくは、Ｒ1は光学活性な炭素原子を含有する置換基であり、且つＲ2、Ｒ3は光学活性でない置換基である化合物である。光学活性な置換基が多数存在すると高純度に精製することが困難となり、異なる鏡像体の置換基が混入することがある。その場合、光学異性体だけでなく幾何異性体が生成することがあり、得られる結晶性の向上度は低下することがある。従って、光学活性な置換基の数は２つであることが好ましい。
【００５２】
中でも好ましくはｎ＝１であり、Ｚで表される芳香族環が無置換のベンゼン環である（母核がペンタセンである）化合物である。このような構造とすることで、優れた移動度と安定性を両立できる有機半導体膜を得ることができる。
【００５３】
前記一般式（１）、（２）で表される化合物の分子量は、３００〜５０００の範囲であることが好ましい。分子量を３００以上とすることで、化合物の揮発性を十分低くすることができ、生産時の揮発、工程汚染を防止することができる。また５０００以下とすることで、溶媒への溶解性を良好な範囲に保つことができる。また、分子間のスタック性を良好なものとすることができ、ＴＦＴ性能を良好なものとすることができる。分子量はより好ましくは５００〜２０００の範囲である。なお、本発明の有機半導体材料の分子量は、質量分析装置等によって測定することができる。
【００５４】
以下、本発明に係る一般式（１）、（２）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００５５】
【化３】
2007299852.tif 000004
【００５６】
【化４】
2007299852.tif 000005
【００５７】
【化５】
2007299852.tif 000006
【００５８】
なお、上記の化合物は、前記非特許文献２や下記の文献を参考にして合成することができる。例えば、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，ｖｏｌ．３４（１９６９），ｐ１７３４等。
【００５９】
（有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタ）
本発明の有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタについて説明する。
【００６０】
本発明の有機半導体材料は、有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタの半導体層に用いることにより、良好に駆動する有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタを提供することができる。有機薄膜トランジスタは、支持体上に半導体層として有機半導体で連結されたソース電極とドレイン電極を有し、その上にゲート絶縁層を介してゲート電極を有するトップゲート型と、支持体上に先ずゲート電極を有し、ゲート絶縁層を介して有機半導体で連結されたソース電極とドレイン電極を有するボトムゲート型に大別される。
【００６１】
本発明の有機半導体材料を有機半導体膜、有機半導体デバイス、有機薄膜トランジスタの半導体層に設置するには、真空蒸着により基板上に設置することもできるが、適切な溶媒に溶解し必要に応じ添加剤を加えて調製した溶液をキャストコート、スピンコート、印刷、インクジェット法、アブレーション法等によって基板上に設置するのが好ましい。
【００６２】
この場合、本発明の有機半導体材料を溶解する溶媒は、有機半導体材料を溶解して適切な濃度の溶液が調製できるものであれば格別の制限はないが、具体的にはジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル等の鎖状エーテル系溶媒、テトラヒドロフランやジオキサン等の環状エーテル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン系溶媒、クロロホルムや１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化アルキル系溶媒、トルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ｍ−クレゾール等の芳香族系溶媒、Ｎ−メチルピロリドン、２硫化炭素等を挙げることができる。これらの溶媒の内、非ハロゲン系溶媒を含む溶媒が好ましく、非ハロゲン系溶媒で構成することが好ましい。また、絶縁膜表面を疎水化処理した絶縁膜上に塗布する場合には、そのような疎水化表面の表面エネルギーよりも表面エネルギーが小さい非極性な溶媒であることが好ましく、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン等が好ましい。
【００６３】
本発明の有機薄膜トランジスタは、本発明の有機半導体材料を半導体層に用いることが好ましい。前記半導体層は、これらの有機半導体材料を含有する溶液または分散液を塗布することにより形成することが好ましい。
【００６４】
本発明において、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯ及び炭素が好ましい。
【００６５】
あるいは、ドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば、導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体等も好適に用いられる。中でも、半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００６６】
電極の形成方法としては、上記を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅等の金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。また、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーション等により形成してもよい。更に導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペースト等を凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等の印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００６７】
ゲート絶縁層としては種々の絶縁膜を用いることができるが、特に比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウム等が挙げられる。それらの内、好ましいのは酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
【００６８】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法等のドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法、印刷やインクジェット等のパターニングによる方法等のウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００６９】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を任意の有機溶媒あるいは水に必要に応じて界面活性剤等の分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えば、アルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、所謂ゾルゲル法が用いられる。これらの内、好ましいのは大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
【００７０】
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号公報、同１１−１３３２０５号公報、特開２０００−１２１８０４号公報、同２０００−１４７２０９号公報、同２０００−１８５３６２号公報等に記載されている。これによって、高機能性の薄膜を生産性高く形成することができる。
【００７１】
また有機化合物皮膜として、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、及びシアノエチルプルラン等を用いることもできる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。また、これら絶縁膜の膜厚としては一般に５０ｎｍ〜３μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜１μｍである。
【００７２】
また、支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えば、プラスチックフィルムをシートとして用いることができる。前記プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ジアセチルセルロース（ＤＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このように、プラスチックフィルムを用いることでガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができると共に衝撃に対する耐性を向上できる。
【００７３】
以下に、本発明の有機半導体材料を用いて形成された有機半導体膜を用いた有機薄膜トランジスタについて説明する。
【００７４】
図１は本発明の有機薄膜トランジスタの構成例を示す図である。同図（ａ）は支持体６上に金属箔等によりソース電極２、ドレイン電極３を形成し、両電極間に本発明の有機半導体材料からなる有機半導体層１を形成し、その上に絶縁層５を形成し、更にその上にゲート電極４を形成して有機薄膜トランジスタを形成したものである。同図（ｂ）は有機半導体層１を、（ａ）では電極間に形成したものを、コート法等を用いて電極及び支持体表面全体を覆うように形成したものを表す。（ｃ）は支持体６上に先ずコート法等を用いて、有機半導体層１を形成し、その後ソース電極２、ドレイン電極３、絶縁層５、ゲート電極４を形成したものを表す。
【００７５】
同図（ｄ）は支持体６上にゲート電極４を金属箔等で形成した後、絶縁層５を形成し、その上に金属箔等で、ソース電極２及びドレイン電極３を形成し、該電極間に本発明の有機半導体材料により形成された有機半導体層１を形成する。その他、同図（ｅ）、（ｆ）に示すような構成をとることもできる。
【００７６】
図２は、有機薄膜トランジスタシートの概略等価回路図の１例を示す図である。
【００７７】
有機薄膜トランジスタシート１０は、マトリクス配置された多数の有機薄膜トランジスタ１１を有する。７は各有機薄膜トランジスタ１１のゲートバスラインであり、８は各有機薄膜トランジスタ１１のソースバスラインである。各有機薄膜トランジスタ１１のソース電極には出力素子１２が接続され、この出力１２は、例えば、液晶、電気泳動素子等であり、表示装置における画素を構成する。画素電極は光センサの入力電極として用いてもよい。図示の例では、出力素子として液晶が抵抗とコンデンサからなる等価回路で示されている。１３は蓄積コンデンサ、１４は垂直駆動回路、１５は水平駆動回路である。
【００７８】
有機薄膜トランジスタの性能としては、その用途に応じて必要とされる性能は変化するが、例えば、電子ペーパーのような用途においては、キャリア移動度は０．０１〜１．０ｃｍ2／Ｖｓｅｃの範囲であることが好ましく、ＯＮ／ＯＦＦ比としては１．０×１０5〜１．０×１０7の範囲であることが好ましい。このような範囲とすることで十分な速度でディスプレイを駆動することができ、またディスプレイに良好な階調を付与することができる。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００８０】
実施例１
《有機薄膜トランジスタ１の作製》
ゲート電極としての比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＳｉウェハーに、厚さ２００ｎｍの熱酸化膜を形成してゲート絶縁層とした後、オクタデシルトリクロロシランによる表面処理を行った。
【００８１】
このような表面処理を行ったＳｉウェハー上に、比較化合物（１）（ペンタセン、アルドリッチ社製、市販試薬を昇華精製して用いた）を、窒素雰囲気下で窒素を３０分間バブリングしたトルエンに対して０．５質量％の濃度で溶解させ、窒素雰囲気下でスピンコート塗布（回転数２５００ｒｐｍ、１５秒）し、自然乾燥することによりキャスト膜を形成して、窒素雰囲気下で５０℃、３０分間の熱処理を施した。
【００８２】
更に、この膜の表面にマスクを用いて金を蒸着してソース電極及びドレイン電極を形成した。ソース電極及びドレイン電極は幅１００μｍ、厚さ２００ｎｍで、チャネル幅Ｗ＝３ｍｍ、チャネル長Ｌ＝２０μｍの有機薄膜トランジスタ１を作製した。
【００８３】
《有機薄膜トランジスタ２の作製》
比較化合物（２）（２，３，９，１０−テトラヘキシルペンタセン）は、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．２（２０００），８５頁に記載の方法で合成した。
【００８４】
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（２）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ２を作製した。
【００８５】
《有機薄膜トランジスタ３の作製》
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（３）（ルブレン、アルドリッチ社製、市販試薬を昇華精製して用いた）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ３を作製した。
【００８６】
《有機薄膜トランジスタ４の作製》
比較化合物（４）は、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２３（２００１），９４８２頁、ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに記載の方法で合成した。
【００８７】
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（４）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ４を作製した。
【００８８】
《有機薄膜トランジスタ５の作製》
比較化合物（５）は、前記非特許文献２のｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに記載の方法で合成した。
【００８９】
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）を比較化合物（５）に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ５を作製した。
【００９０】
《有機薄膜トランジスタ６〜１０の作製》
有機薄膜トランジスタ１の作製において、比較化合物（１）の代わりに、表１に記載の本発明の有機半導体材料に変更した以外は同様にして、有機薄膜トランジスタ６〜１０を作製した。
【００９１】
【化６】
2007299852.tif 000007
【００９２】
《キャリア移動度及びＯＮ／ＯＦＦ比の評価》
得られた有機薄膜トランジスタ１〜１０について、各素子のキャリア移動度とＯＮ／ＯＦＦ比を素子作製直後に測定した。なお、本発明ではＩ−Ｖ特性の飽和領域からキャリア移動度を求め、更にドレインバイアス−５０Ｖとし、ゲートバイアス−５０Ｖ及び０Ｖにしたときのドレイン電流値の比率からＯＮ／ＯＦＦ比を求めた。
【００９３】
また、同様の評価を各素子を４０℃９０％ＲＨの環境室に４８時間投入した後、キャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比の再測定を行った。得られた結果を表１に示す。
【００９４】
【表１】
2007299852.tif 000008
【００９５】
表１の結果から、比較化合物（１）は溶解性が低く、塗布によって膜を作ることができず、有機薄膜トランジスタ１は半導体としての駆動は確認できなかった。
【００９６】
また比較化合物（２）、（３）は、比較化合物（１）に比べて溶解性が向上し、塗布膜を形成することができ、有機薄膜トランジスタ２、３は半導体としての駆動を確認することができたが、ＯＮ／ＯＦＦ比が１０3台以下と比較的低く、また耐久試験の後では大きく性能が劣化する材料であることが分かる。
【００９７】
有機薄膜トランジスタ４、５では、塗布製膜直後は十分なＴＦＴ性能を示したが、耐久試験後では移動度は１０-3台、ＯＮ／ＯＦＦ比も１０4台とディスプレイの駆動が可能な値まで保持されていない。
【００９８】
他方、本発明の有機半導体材料を用いて作製した有機薄膜トランジスタ６〜１０では、作製直後においてキャリア移動度、ＯＮ／ＯＦＦ比共に優れた特性を示し、且つ耐久試験後においても移動度が１０-2台以上、ＯＮ／ＯＦＦ比も１０5台以上であり、経時劣化が少なく、高い耐久性を併せ持つということが分かる。
【００９９】
本発明の有機薄膜トランジスタの中でも、ペンタセンよりも大きなアセン母核としてヘプタセン母核を有する化合物を使用した有機薄膜トランジスタ８、９は、製膜直後において移動度が１０-1台と非常に優れた性能を有していた。中でも、有機薄膜トランジスタ１０では耐久試験後においても１０-1台の移動度を保持しており、安定性の高い有機半導体素子であることが確認された。
【０１００】
実施例２
《有機ＥＬ素子の作製》
有機ＥＬ素子の作製は、Ｎａｔｕｒｅ，３９５巻、１５１〜１５４頁に記載の方法を参考にして、図３に示したような封止構造を有するトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製した。なお、図３において、１０１は基板、１０２ａは陽極、１０２ｂは有機ＥＬ層（具体的には、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等が含まれる）、１０２ｃは陰極を示し、陽極１０２ａ、有機ＥＬ層１０２ｂ、陰極１０２ｃにより、発光素子１０２が形成されている。１０３は封止膜を示す。なお、本発明に係る有機ＥＬ素子は、ボトムエミッション型でもトップエミッション型のどちらでもよい。
【０１０１】
本発明に係る有機ＥＬ素子と本発明の有機薄膜トランジスタ（ここで、本発明の有機薄膜トランジスタは、スイッチングトランジスタや駆動トランジスタ等として用いられる）を組み合わせて、アクティブマトリクス型の発光素子を作製したが、その場合は、例えば、図４に示すように、ガラス基板６０１上にＴＦＴ６０２（有機薄膜トランジスタ６０２でもよい）が形成されている基板を用いる態様が一例として挙げられる。ここで、ＴＦＴ６０２の作製方法は公知のＴＦＴの作製方法が参照できる。勿論、ＴＦＴとしては、従来公知のトップゲート型ＴＦＴであってもボトムゲート型ＴＦＴであっても構わない。
【０１０２】
上記で作製した有機ＥＬ素子は、単色、フルカラー、白色等の種々の発光形態において、良好な発光特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明に係る有機ＴＦＴの構成例を示す図である。
【図２】本発明の有機ＴＦＴの概略等価回路図の１例である。
【図３】封止構造を有する有機ＥＬ素子の一例を示す模式図である。
【図４】有機ＥＬ素子に用いる、ＴＦＴを有する基板の一例を示す模式図であ
【符号の説明】
【０１０４】
１  有機半導体層
２  ソース電極
３  ドレイン電極
４  ゲート電極
５  絶縁層
６  支持体
７  ゲートバスライン
８  ソースバスライン
１０  有機薄膜トランジスタシート
１１  有機薄膜トランジスタ
１２  出力素子
１３  蓄積コンデンサ
１４  垂直駆動回路
１５  水平駆動回路
１０１、２０１  基板
１０２  有機ＥＬ素子
１０２ａ、２０２  陽極
１０２ｂ  有機ＥＬ層
１０２ｃ、２０４  陰極
１０３  封止膜
２０５  駆動用素子
２０６  正孔輸送層
２０７  発光層
２０８  電子輸送層
６０１  基板
６０２  ＴＦＴ
【図１】
2007299852.tif 000012
【図２】
2007299852.tif 000013
【図３】
2007299852.tif 000014
【図４】
2007299852.tif 000015